СПОСОБ ПОДГОТОВКИ И ОТБОРА ПРОБ В ГРУНТАХ СО СКАЧКООБРАЗНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ РЕЛЬЕФА Российский патент 2023 года по МПК G01N1/04 G01N1/38 

Изобретение относится к области экологических измерений и может быть использовано для мониторинга деградации почв военных полигонов, например, после применения авиационных средств поражения на военных полигонах.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является способ подготовки и отбора проб в грунтах [см., например, ГОСТ 17.4.4.02 - 2017 Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализа], основанный на рекогносцировочном осмотре пробной площадки, разбиении ее территории на элементарные участки в соответствии с сеткой, определении расстояния между точечными пробами, отбор пробы в пределах элементарного участка, смешивании проб по каждому элементарному участку.

Недостатком способа является низкая точность получения результатов анализа почвы, в частности, при наличии на пробной площадке скачкообразных рельефов (оврагов, котловин, воронок и т.п.).

Техническим результатом изобретения является повышение точности результатов анализа почвы за счет изменения геометрии взятия проб.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе подготовки и отбора проб в грунтах, основанном на рекогносцировочном осмотре пробной площадки, ее разбиении на элементарные участки в соответствии с сеткой, определении расстояния между точечными пробами, отбор пробы в пределах элементарного участка, смешивании проб по каждому элементарному участку, согласно изобретению, рекогносцировочный осмотр местности проводят путем фотографирования территории с летательного аппарата, обрабатывают полученные снимки, на которых выделяют участки со скачкообразным изменением рельефа, определяют их координаты, глубину, диаметр среза с поверхностью и диаметр дна, передают данные на наземный центр, где с использованием полученных данных на карту наносят контуры участков со скачкообразным изменением рельефа, на сетках элементарных участков, по возможности, выделяют отдельные элементарные участки, с которых берут, по меньшей мере, девять проб, причем одну пробу берут в центре дна скачкообразного рельефа, а также по четыре пробы равноудалено друг от друга на срезе с поверхностью и средней линии склона.

Сущность изобретения заключается в том, что рекогносцировочный осмотр местности проводят путем фотографирования территории с летательного аппарата, обрабатывают полученные снимки, на которых выделяют участки со скачкообразным изменением рельефа, определяют их координаты, глубину, диаметр среза с поверхностью и диаметр дна, передают данные на наземный центр, где с использованием полученных данных на карту наносят контуры участков со скачкообразным изменением рельефа, на сетках элементарных участков, по возможности, выделяют отдельные элементарные участки, с которых берут, по меньшей мере, девять проб, причем одну пробу берут в центре дна скачкообразного рельефа, а также по четыре пробы равноудаленно друг от друга на срезе с поверхностью и средней линии склона.

В статье [Пантелеев Д.А., Кочетова Ж.Ю., Базарский О.В. Оценка загрязнения почв металлами на военном полигоне «Погоново» (г. Воронеж). Сборник международной научно-практической конференции «Экологические проблемы продовольственной безопасности, 2022, стр. 61-65] показано существенное различие концентрации загрязняющих веществ по глубине в местах скачкообразного изменения рельефа, тогда как при плоском рельефе градиент концентраций существенно меньший. Поэтому в данном случае необходимо усреднение загрязняющих веществ не только по поверхности, а и по объему, смешивание проб, взятых не только на поверхности, но и по глубине неоднородности.

На фиг. 1 показан пример сетки разбиения территории на элементарные участки с выделением на них либо плоского, либо объемного рельефа.

Способ реализуется путем следующей последовательности действий:

1. Производится рекогносцировочный осмотр местности путем фотографирования территории с беспилотного летательного аппарата, имеющим разрешение не менее 0,25 м.

2. С помощью машинного носителя информации снимки переносятся на электронную вычислительную машину.

3. Разбиение территории на элементарные участки и определение их координат.

4. Выделение на элементарных участках одного из двух возможных видов рельефа: плоского или объемного.

5. Определение мест расположения точечных проб.

6. По рекогносцировочным фотографиям, например, с помощью программного обеспечения Agisoft Metashape Professional измеряются: радиус неоднородностей рельефа на срезе с поверхностью R, радиус дна неоднородности r, и ее глубину h (фиг. 1).

7. Отбор проб в пределах элементарного участка. Пять проб на участках с плоским рельефом по методу «конверта». Девять проб на участках со скачкообразным изменением рельефа, причем одну пробу берут в центре дна скачкообразного рельефа, а также по четыре пробы равноудалено друг от друга на срезе с поверхностью и средней линии склона.

8. Производится смешивание проб по каждому элементарному участку.

Геометрия неоднородности аппроксимирована параболоидом вращения (фиг. 1). Первая проба отбирается в центре параболоида - точка 1. Вторые пробы в точках 2, 3, 4, 5 на глубине равной половине глубины неоднородности. Пробы в точках 6, 7, 8, 9 отбираются на поверхности неоднородности.

Обработка результатов измерений по методу параболоида вращения показала, что их точность соответствует точности поверхностного метода квадрата. Для линейных объектов - овраги достаточно четырех измерительных параболоидов на гектар площади оврага.

Изобретение относится к области экологических измерений. Раскрыт способ подготовки и отбора проб в грунтах, основанный на рекогносцировочном осмотре заданной территории, ее разбиении на элементарные участки в соответствии с сеткой, определении расстояния между точечными пробами, отборе пробы в пределах элементарного участка, смешивании проб по каждому элементарному участку. При этом рекогносцировочный осмотр местности проводят путем фотографирования территории с летательного аппарата, обрабатывают полученные снимки, на которых выделяют участки неоднородностей рельефа со скачкообразным изменением рельефа, определяют их координаты, глубину, радиус неоднородности рельефа на поверхности и диаметр дна, передают данные на наземный центр, где с использованием полученных данных на карту наносят контуры участков со скачкообразным изменением рельефа, на элементарных участках берут по меньшей мере девять проб, причем одну пробу берут в центре дна неоднородности, а также по четыре пробы равноудалено друг от друга на глубине, равной половине глубины неоднородности, и на поверхности неоднородности рельефа. Изобретение обеспечивает повышение точности результатов анализа почвы за счет изменения геометрии взятия проб. 1 ил.

Способ подготовки и отбора проб в грунтах, основанный на рекогносцировочном осмотре заданной территории, ее разбиении на элементарные участки в соответствии с сеткой, определении расстояния между точечными пробами, отборе пробы в пределах элементарного участка, смешивании проб по каждому элементарному участку, отличающийся тем, что рекогносцировочный осмотр местности проводят путем фотографирования территории с летательного аппарата, обрабатывают полученные снимки, на которых выделяют участки неоднородностей рельефа со скачкообразным изменением рельефа, определяют их координаты, глубину, радиус неоднородности рельефа на поверхности и диаметр дна, передают данные на наземный центр, где с использованием полученных данных на карту наносят контуры участков со скачкообразным изменением рельефа, на элементарных участках берут по меньшей мере девять проб, причем одну пробу берут в центре дна неоднородности, а также по четыре пробы равноудалено друг от друга на глубине, равной половине глубины неоднородности, и на поверхности неоднородности рельефа.